Помехоустойчивый цифровой спекл-интерферометр для виброметрии объектов на основе метода усреднения во времени

• Автор: Комаров, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 234 с. : ил.

1. ОБЗОР ПАНОРАМНЫХ МЕТОДОВ ВИБРОМЕТРИИ ОБЪЕКТОВ

1.1. Контактные методы исследования колебаний

1.2. Бесконтактные методы исследования колебаний

1.3. Методы цифровой спекл-интерферометрии с импульсным и непрерывным лазерами

1.4. Выводы

1.5. Цель и задачи исследований

2.РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ВИБРОМЕТРИЧЕСКО-ГО ЦСИ С НЕПРЕРЫВНЫМ ЛАЗЕРОМ К СЛУЧАЙНЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ
2.1. Особенности формирования спеклограмм в оптико-электронной схеме цифрового спекл-интерферометра (ЦСИ)
2.2. Разработка алгоритма статистической обработки спекл-изображений колеблющихся объектов в схеме ЦСИ со случайным сдвигом фазы в интерферирующих пучках
2.3. Разработка оптико-электронной схемы помехоустойчивого ЦСИ для виброметрии объектов с усреднением во времени
2.4. Сравнительные исследования качества получаемых спеклограмм в ЦСИ с регулируемым и случайным сдвигом фазы в опорном и предметном пучках
2.5. Выводы 103 3 .ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО ЦСИ
3.1. Сравнительные исследования резонансных колебаний пластины с помощью помехоустойчивого ЦСИ и методов фигур Хладни и численного моделирования
3.2. Сравнение результатов определения амплитуд резонансных колебаний с помощью ЦСИ и датчиковых методов
3.3. Исследование пределов помехоустойчивости разработанного ЦСИ
3.4 Анализ погрешностей определения амплитуды и частоты резонансных колебаний объектов помехоустойчивым ЦСИ
3.5. Выводы
4.ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО ЦСИ ДЛЯ ВИБРОМЕТРИИ КОНСТРУКЦИЙ
4.1. Применение помехоустойчивого ЦСИ для исследования влияния конструкционных особенностей объекта на его резонансные характеристики
4.2. Применение помехоустойчивого ЦСИ для выделения влияния жесткости заделки на колебания отрезка трубопровода
4.3. Исследование особенностей применения помехоустойчивого ЦСИ
для виброметрии составных конструкций
4.4. Исследование особенностей применения помехоустойчивого ЦСИ
для виброметрии объектов, возбуждаемых на двух резонансных частотах
4.5 Разработка способа применения помехоустойчивого ЦСИ для изучения составляющих спектра резонансных колебаний объекта при многочастотном возбуждении
4.6 Выводы
5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ПРИМЕНЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО ЦСИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПУЛЬСАЦИОННО-ВИБРАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОНСТРУКЦИИ С РАБОЧЕЙ СРЕДОЙ
5.1 Применение помехоустойчивого ЦСИ для выделения влияния условий внешней среды на резонансные колебания объектов
5.2. Применение помехоустойчивого ЦСИ совместно с методом лазерного «ножа» для исследования акустических течений, возбуждаемых колеблющейся мембраной в воздухе и жидкости
5.3 Построение диагностического комплекса на основе помехоустойчи-вого ЦСИ и шлирен-схемы Теплера для исследования пульсационно-вибрационных процессов взаимодействия потока с конструкцией
5.4 Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Развитие авиационной и ракетно-космической техники, сопровождающееся увеличением скорости и дальности полета, грузоподъемности, маневренности и энерговооруженности, неизбежно ставит задачу повышения надежности энергетических установок летательных аппаратов и их систем. Основное внимание научно-исследовательских разработок направлено на повышение функциональной и параметрической надежности пневмо- и гидромеханических агрегатов и трубопроводов, на долю которых приходится 50-60% от суммарного числа отказов, происходящих в процессе работы изделий [7,21,31,70]. Основными факторами, снижающими работоспособность пневмо-гидросистем, являются резонансные колебания механических элементов и пульсации рабочей среды, вызывающие виброакустические нагрузки [13, 16, 26, 27,67,107]. Они являются причиной таких нежелательных явлений, как разгерметизация соединений, интенсивный износ рабочих поверхностей золотников, клапанов и других управляющих элементов. В некоторых случаях виброакустические нагрузки приводят к нарушению работы насосов, трубопроводов, агрегатов и систем [54,59,73,109].
Повышение надежности и снижение динамических нагрузок в пневмо- гидромеханических системах летательных аппаратов возможно за счет совершенствования конструктивных параметров их узлов и агрегатов. Для этого необходима экспериментальная информация о пульсационно-вибрационных процессах, происходящих в этих системах [70, 89,91]. Здесь требуются диагностические средства, позволяющие получать новые качественные и количественные данные о пульсационных процессах в потоках и проводить их корреляцию с вибрационными характеристиками конструкции, взаимодействующей с потоком [8,12, 48, 110]. Изучение и научное обоснование процессов пульсационно-вибрационного взаимодействия позволит предложить новые механизмы снижения динамических нагрузок и повышения надежности в пневмо-гидромеханических системах энергетических установок [68,96,104].

1. Анализ принципов корреляционной спекл-интерферометрии колеблющихся объектов с непрерывным лазером и определение оптимальных условий работы функциональных элементов ЦСИ;
2. Разработка метода повышения устойчивости виброметрического ЦСИ к случайным динамическим нагрузкам и создание на его основе опытной модели помехоустойчивого спекл-интерферометра с непрерывным лазером;
3. Сравнительные исследования уровня соответствия результатов помехоустойчивого ЦСИ с данными других методов виброметрии;
4. Разработка методологии применения помехоустойчивого ЦСИ для исследования колебаний конструкций;
5. Анализ возможности применения ЦСИ для определения вибрационных характеристик лопаток ГТД при широкополосном возбуждении;
6. Создание и экспериментальная отработка методик совместного применения ПЦСИ с оптическими системами визуализации акустических течений и кавитационных процессов, возбуждаемых в средах колеблющимися элементами конструкций.